Устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками

Устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()972497

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свил-ву(51)М. Кл. (22) Заявлено 21.05.81 (2! )3287681/18-?4

G 06 F 3/04 с присоединением заявки J4 (23) П риоритет

3Ьеударетееииый комитет

СССР м делам изобретений.и открытиЯ (З) УДК 681.327. .12(088.8) Опубликовано 07.11.82.Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 09 . 1 1. 82

4Ф»

Л.П. Грузнов и М.Jl. Грузною (72) Авторы изобретения

Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности; (71) Заявитель (54) УСТРОГ1СТВО ДЛЯ СОПРЯГ(ЕНИЯ ВЫЧ11СЛИТЕЛЬНОЙ

МАШИНЫ С АНАЛОГОВЫМИ ДАТЧИКАМИ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками при централизованном контроле, Известно устройство для сопряжения вычислительной машины с двухпозиционными датчиками, содержащее блок форми рования импульсов, групповой блок кодирования, блок согласов.-;ния, элемент ИЛИ, выходной регистр, узлы запуска преобразования, генераторы эталонного напряжения, нуль-органы, генератор импульсов времени, счетчик импульсов времени, коммутатор и группу элементов И (1).

Недостатком данного устройства яв:ляется сравнительно низкая достоверность передаваемой информации, обусловленная изменением во времени характеристик используемых генераторов эталонного напряжения, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

2 устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками, содержащее группу нуль-органов, пер- вые входы которых соединены с соответствующими входами группы входов устройства, а выход - через соответствующий формирователь группы формирователей с соответствующим входом шифратора, узел согласования, вход которого соединен с выходом шифратора, а выход - co входом элемента ИЛИ и первым входом выходного регистра, выход которого соединен с первым выходокл устройства, а управляющий входс управляющим входом устройства, узел

15 запуска преобразования, выход которого соединен с входом генератора прямоугольных импульсов, к выходу которого подключен счетчик импульсов, выход которого соединен со вторым входом группы усилителей считывания и через цифро-аналоговый преобразователь - с вторыми входами нуль-органов, первый вход группы усилителей считывания тор и инерционные элементы, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, выходы подключены к входам соот ветс т вующих поро го вых элементов, выходы которых соответственно подключены к выходам коммутатора и через соответствующие нагрузочные резисторы - к одному вводу резистора, другой ввод которого соединен с шиной нулевого потенциала устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на Фиг, 2 - схема коммутатора.

Устройство содержит нуль-органы 1, коммутатор 2, формирователь 3 сигналов, шифратор 4, согласующий блок 5, элемент ИЛИ 6, регистр 7, первый 8 и второй 9 генераторы импульсов, одновибратор 10, элемент И 11, счетчик 12 импульсов, усилитель 13 считывания, 11ифро-аналоговый преобразователь 14, дешифратор 15, элемент 16 задержки, инерционные 17 и пороговые 18 элементы, нагрузочные резисторы 19, резистор 20.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1).

Напряжения с выходов сопрягаемых аналоговых датчиков постоянно приложены через группу информационных входов устройства к первым входам нульорганов 1. Ритм передачи информации с сопрягаемых аналоговых датчиков в вычислительную машину задается генератором 8, представляющим собой генератор импульсов инфранизкой частоты. В начале каждого очередного цикла передачи инФормации с аналоговых датчиков генератор 8 выдает одиночный импульс, которы» включается в работугенератор 9. Выдаваемые этим генератором прямоугольные импульсы подаются на вход элемента И 11, на другой вход которого в рассматриваемом режиме подается разрешающий потенциал с выхода одновибратора 10. Поэтому импульсы генератора 9 проходят через элемент И 11 и поступают на счетный вход счетчика 12. При поступлении каждого очередного импульса счетчик 12 увеличивает.на единицу хранящийся в триггерах счетчика код. Выходные потенциалы счетчика управляют цифро-аналоговым преобразователем 14, причем при увеличении на единицу кода счетчика 12 потенциал на выходе цифро-аналогового преобразователя 14 возрастает на некоторую величину. По мере нарастания на выходе.цифро-ана3 972497 соединен с выходом элемента ИЛИ и управляющим выходом устройства, а вы" ход - со вторым входом выходного регистра f2).

Однако в известном устройстве велика вероятность наложения сигналов, одновременно передаваемых с нескольких анало oBblx датчиков, текущие значения которых в момент передачи совпадают, что снижает надежность устройст- 16 ва.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения вычис- > лительной машины с аналоговыми датчиками, содержащее первый генератор импульсов, выход которого подсоединен к первому входу второго генератора импульсов, нуль-органы, первые входы ко.26 торых являются соответствующими Вхо дами устройства, а вторые входы подключены к выходу цифро-аналогового преобразователя, формирователь сигналоа, выходы которого соединены с И

cooTветствующими входами шифратора, выход которого подключен к первому входу согласующего блока, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ и с информационным входом регистра, вы- зо ход которого является информационным выходом устройства, управляющий выход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом усилителя считывания, второй вход которого подключен к выходу счетчика и входу цифро-аналогового преобразователя, выход - к второму инФормационному входу регистра, установочный йход устройства является установочным входом устройства, введены коммутатор, одновибратор, элемент И, элемент задержки и дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, выход через элемент задержки - с вторым входом второго генератора импульсов, с уста .новочным входом счетчика и с вторым входом согласующего блока, выход элемента ИЛИ подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с пер вым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора импульсов, а выход - к счетному входу счетчика, входы коммутатора соединены с выходами соответ$$ ствующих нуль-органов, выходы - с соответствующими входами шифратора.

Коммутатор содержит пороговые элементы, нагрузочные резисторы, резис5 9.7249 логового преобразователя 14 напряжения, вызываемого суммированием счетчиком 12 поступающих импульсов, наступает момент, когда становятся равными напряжения на первом и втором входах какого-либо нуль-органа 1. При этом на его выходе появляется импульс напряжения, который будет передан на соответствующий вход коммутатора 2.

Если в рассматриваемый момент вре- 1В мени импульс появился на выходе только одного нуль-органа 1, то он без задержки пройдет через коммутатор 2 и появится на соответствующем входе формирователя 3. В последнем на его И основе формируется одиночный импульс требуемой формы, который поступает далее на соответствующий вход шифратора 4, который по команде приходящего импульса выдает на свой выход 2о сигнал, код которого идентифицирует адрес аналогового датчика в составе устройства. Импульсы напряжения, образующие код сигнала, по каналу связи передаются в блок 5, где их фор- 2s ма приводится к требуемой для работы оследующих элементов устройства. Да- . ее код сигнала поступает на первые информационные входы регистра 7, в котором запоминается частью триггеров 30 регистра, и на входы элемента ИЛИ 6.

Последний на основе поступившего кода сигнала формирует одиночный импульс, который передается далее на управляющий вход устройства, являясь сигналом в вычислительную машину о поступлении очередного сообщения с сопрягаемых датчиков. Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 6 поступает на первый вход усилителя 13 как щ команда на перепись имеющегося в этот момент кода в счетчике 12 во вторую часть триггеров регистра 7, вторые входы усилителя 13 управляются потенциалами счетчика 12, затем импульс с выхода элемента ИЛИ 6 подается на вход одновибратора 10, который при этом переходит в неустойчивое состояние. На выходе одновибратора 10 появляется запрещающий потенциал, кото- о рый передается на первый вход элемента И 11. Последний закрывается и не пропускает очередной импульс с выхода генератора 9. После этого одновибратор 10 возвращается в устойчивое состояние и вновь подает на первый вход элемента И 11 разрешающий потенциал.

Вычислительная машина, получив сигнал о поступлении очередного сообщения с сопрягаемых аналоговых датчиков, выдает командный импульс на установочный вход устройства, KGTopblH поступая на установочный вход регистра 7, переписывает его содержимое в память вычислительной машины. Очередной импульс с выхода генератора 9, попадал через открытый элемент И 11, вновь увеличит его содержимое на единицу, чем вызывает новое возраста" ние напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 14 на установочную величину.

Если при очередном возрастании напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя импульс напряжения появляется на выходе нескольких нульорганов 1, то в отличие от ранее рассмотренного режима коммутатор 2 задер. живает передачу сигналов с этих датчиков, за исключением одного. Коммута" тор 2 определяет очередность передачи сигналов с аналоговых датчиков, сигналы на выходах нуль-органов 1 которых возникли одновременно. Первый сигнал с аналогового датчика передается без задержки (работа элементов устройства при его прохождении описа. на ранее ), после чего устройство приступает к передаче второго, третьего, и т.л. сигналов с соответствующих аналоговых датчиков, При прохождении через устройство сигналов с датчиков импульс с выхода элемента ИЛИ 6 каждый раз переводит в неустойчивое состояние одновибратор 10, который, в свою очередь, закрывает элемент И 11. Поэтому счетчик 12 не изменяет своего содержимого до тех flop пока не будут переданы сигналы со всех сопрягаемых аналоговых датчиков, напряже" ние на выходах которых с точностью до установленной величины совпадает с текущим напряжением на выходе цифро-аналогового преобразователя 14.

В процессе увеличения суммы, хранящейся в счетчике 12, наступает момент, когда сумма будет равна заданному максимальному значению. При этом сработает дешифратор 15, который вы" дает на свой выход запрещающий потек" циал; последний подается на вход эле" мента 16. Спустя промежуток времени, определяемый параметрами элемента 16, передний фронт запрещающего потенциала поступает на вторые входы генератора 9 счетчика 12 и блока 5. Генератор 9 прекращает генерацию импульсов в очередном цикле передачи информа7 972497 8 ции с сопрягаемых аналоговых датчиков.. Счетчик 12 поступающим на второй вход потенциалом будет очищен, Блок 5 окажется запертым и не. пропустит сигналы, которые будут возникать при снижении напряжения на выходе цифра"аналогового преобразователя 1Ф.

После установки в нуль счетчика 12 пропадет запрещающий потенциал на выходе дешифратора 14. Открывается 10 блок 5, а генератор 9 и счетчик 12 будут подготовлены к новому циклу передачи информации с сопрягаемых аналоговых датчиков. Параметры элемента,6 выбираются таким образом, чтобы 1 формируемый с ее помощью дешифратором 15 импульс имел длительность, достаточную для запирания узла согла- сования на требуемый промежуток времени и в требуемый момент времени,а 20 также для надежного выключения генератора 9 и установки в нуль счетчика 12.

Сущность работы коммутатора 2 заключается в следующем (фиг. 2). В 25 случае появленря импульса напрлжения на выходе одного из нуль-органов 1 он прилагается между соответствующим входом и корпусом коммутатора 2, т.е. импульс напряжения оказывается прило" Зе женным к последовательно соединенным инерционному элементу 17 (переходной емкости ), пороговому элементу 18, резисторам 19 и 20. Переходная ем,кость 17 предназначена для изоляции соответствующего входа коммутатора по постоянной составляющей, Она имеет большую величину, а поэтому ее сопротивление для импульса с выхода нульоргана 1 близка к нулю. Внутреннее gp сопротивление находящегося в нерабочем состоянии порогового элемента 18 значительно превышает суммарное сопротивление последовательно включенных резисторов 19 и 20. Следовательно, в первоначальный момент практически все напряжение импульса с выхода нуль-органа 1 прилагается к пороговому элементу !8. Поскольку амплитуда импульса превышает напряжение срабатывания порогового элемента 18, он начинает проводить ток, а его внутреннее сопротивление становится очень малым по величине. Напряжение импульса с выхода нуль-органа 1 перераспреSS деляется таким образом, что основная часть его прилагается к резистору 19 в цепи соответствующего нуль-органа 1 коммутатора 2, а часть его падает на резисторе 20, общем для всех входных цепей коммутатора 2. Импульс напрлжения, возникающий в рассматриваемом режиме на последовательно соединенных резисторах 19 и 20, через соответствующий выход KQMMYTBTopR 2 подается на соответствующий вход формирователя 3. На основе этого импульса формирователем 3 генерируется импульс требуемой формы. С других выходов коммутатора 2 также выдаются импульсы напряжения помех, которые создаются за счет падения напряжения на резисторе 20. Однако амплитуда этих импульсов помех в несколько раз меньше по величине амплитуды рабочего импульса и они легко подавляются входными цепями формирователя 3.

Если во время передачи сигнала с выхода одного нуль-органа 1 появляются импульсы на выходах других нульорганов 1, то на выход коммутатора 2 они не пройдут из-за большого внутреннего сопротивления находящихся в нерабочем состоянии соответствующих пороговых элементов 18. В этом случае напрл>кения импульсов на выходе позднее сработавших нуль-органов 1 распределяется на две части. Часть напряжения оказывается приложенной к резистору 20, хотя причиной этого падения напряжения и является протекание тока через ранее сработавший пороговый элемент 18 в цепи другого нуль-органа 1.Основная часть напряжения импульса прикладывается к собственному пороговому элементу 18, однако перевести его в рабочее состояние не может: для его перевода в рабочее состояние этого напря— женил недостаточно. Такое состояние коммутатора 2 будет сохраняться до тех пор, пока не прекратится ток через ранее открытый пороговый элемент 18.

Падение напряжения на резисторе 20, обусловленное его током, становится равным нулю. Следовательно, все напряжение на выходах нуль-органов, на которых появились импульсы, будет приложено к соответствующим пороговым элементам 18. Однако, как только перейдет в рабочее состояние первый из них (в частности, из-за меньшего напряжения перехода в рабочее состояние ), то за счет появления напряжения на резисторе 20 (аналогично ранее рассмотренному случаю ) будет задержан переход в рабочее состояние всех других пороговых элементов 18. Импульс сигнала появится только на вы.

Формула изобретения

9 9724 ходе коммутатора 2, связанным с пороговым элементом 18 находящемся в рабочем состоянии. Такая последовательность в передаче сигналов одновременно сработавших нескольких нуль. органов 1 сохраняется до тех пор, пока не будут переданы сигналы со всех одновременно сработавших нульорганов 1. Аналогично, коммутатор 2 работает и при любых последующих появ- © лениях импульсов на выходах нуль-оргаков 1 в процессе нарастания аналогового напряжения на их вторых входах.

За счет введения коммутатора 2 в предложенном устройстве устранена возможность наложения сигналов различных датчиков в процессе их передачи по одному общему каналу связи, чем достигается повышение надежности уст- 20 ройства.

Устройство для сопряжения вычислительной машины с аналоговыми датчиками, содержащее первый генератор импульсов, выход которого подсоединен к первому входу второго генератора им- 30 пульсов, нуль-органы, первые входы которых являются соответствующими входами устройства, а вторые входы подключены к выходу цифро-аналогового преобразователя, формирователь сигналов, .выходы которого соединены с соответствующими входами шифратора, выход которого подключен к первому входу согласующего блока, выход которого со97 10 единен с входом элемента ИЛИ и с пер- вым информационным входом регистра, выход которо го я вля ет ся и нформацион" ным выходом устройства, управляющий выход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом усилителя, второй вход которого подключен к. выходу счетчика и входу цифро-аналого"

1 вого преобразователя, выход - к второму информационному входу регистра, установочный вход которого является установочным входом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены коммутатор, одновибратор, элемент И, элемент задержки и дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, выход через элемент задержки — с вторым входом второго генератора импульсов, с установочным входом счетчика и с вторым вхо" дом согласующего блока, выход weмента ИЛИ подключен к входу одновибратора, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго ге" нератора импульсов, а выход - к счет" ному входу счетчика, входы коммутато" ра соединены с выходами соответству-. ющих нуль-органов, выходы - с соответствующими входами шифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке " 2666347., кл. G 06 F 3/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2930564, кл. G 06 F 3/04;

1980 (прототип).

Я2497

Составитель И. Алексеев

Редактор П. Коссей Техред И.Гайд Корректор В. Прохненко

Заказ 5517/40 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва Ж-35 Ра шская наб. д. 4/

Филиал ППП "flATBHT", r. Ужгород, ул,, Проектйая, 4